两种低温甲醇洗工艺对比

1、第4期阜新煤制气有限公司采用碎煤加压气化、耐硫变换、低温甲醇洗、甲烷化工艺生产天然气,设计生产能力为年产40亿m 3天然气,分3期建设,一期生产能力为年产13.4亿m 3天然气。低温甲醇洗选用两系列设置。在选用低温甲醇洗工艺时,与林德公司和鲁奇公司进行了深入交流,使得对两家的工艺技术有了初步的了解,现将两家公司做的技术方案进行对比,以供参考。1设计基础条件进低温甲醇洗工艺气体压力为3.4MPa(g,温度为40,气量32万Nm 3/h,成分见表1。出低温甲醇洗工艺气体要求:压降小于0.25MPa ,总S 摩尔分数小于0.1×10-6,(CO 2在0.6%0.8%。2工艺流程对比2.1鲁

2、奇公司工艺流程工艺流程见图1。来自变换工序的工艺气体经初步冷却到5后,分离出冷凝液后进绕管式换热器,温度降到-15后进吸收塔,依次经预洗、脱硫、脱碳后,达到工艺要求的工艺气经换热器回收冷量后出界区。来自热再生的精甲醇(补充甲醇自吸收塔顶部进入,经与工艺气体初步接触后与来自CO 2闪蒸塔的半贫甲醇汇合,自上而下继续脱除工艺气体中的CO 2,出脱碳段的含碳甲醇分为3路,部分甲醇经冷却降温后进吸收塔脱硫段和预洗段,另外一路去中压闪蒸塔。出脱硫段的含硫甲醇经冷却降温后进中压闪蒸塔。中压闪蒸塔解吸出的气体经回收冷量后作为燃料气出界区。经过中压闪蒸后的含碳甲醇进CO 2产品塔,降压解吸出大部分CO 2,出

3、CO 2产品塔的半贫甲醇大部分作为吸收塔的主洗甲醇。经过中压闪蒸后的含硫甲醇进入氮气气提塔,在塔内经降压和气提,解吸出CO 2,气相经回收冷量后水洗放空,液相经回收冷量升温后进热再生塔。经热再生解吸出H 2S 后的甲醇做为精洗甲醇进入吸收塔。解吸出的含H 2S 气体经降温水洗后去硫回收。预洗段来的甲醇富液经中、低压闪蒸后进萃取器,用来自尾气洗涤塔的脱盐水萃取分离出石脑油。废水经共沸塔、甲醇水离塔回收甲醇、换热降温后排出界区。2.2林德公司工艺流程工艺流程见图2。来自变换工序的工艺气体经洗氨塔脱除微量氨后,进绕管式换热器降温后进主吸收塔,依次经过预洗、脱硫、脱碳满足工艺要求收稿日期:2011-0

4、3-03;作者简介:尹爱存(1972-,男,化工工程师,电话156*,电邮5401922 。两种低温甲醇洗工艺对比尹爱存1,贺兰云2(1.阜新煤制气有限公司,辽宁阜新123000;2.安阳开祥建筑有限责任公司,河南安阳455000摘要:介绍并比较了林德和鲁奇两公司的低温甲醇洗工艺技术方案,通过两方案的消耗对比及工艺特点分析,总结出两种工艺的基本特点及适用的工艺条件。关键词:低温甲醇洗;变换气;工艺比较;鲁奇;林德;合成天然气中图分类号:TQ 54文献标识码:B文章编号:1001-9219(201104-53-03表1变换气气体组成Table 1Composition of shifted -g

5、as组分CO H 2CO 2CH 4N 2+Ar C 2+C 3+C4+NH 3H 2S O 2COS HCN尹爱存等:两种低温甲醇洗工艺对比53天然气化工 2011 年第36卷后,换热回收冷量出界区。来自热再生塔的贫甲醇自吸塔顶进入吸收塔,脱碳后的含碳甲醇分为两路,一路进中压闪蒸罐,闪蒸出燃料气,另一路返回吸收塔进一步吸收脱硫。出脱硫段的甲醇分为两路,一路进中压闪蒸罐,闪蒸燃料气,另一路进吸收塔预洗段,预洗脱除工艺气体中的重碳组分。出中压闪蒸罐的甲醇进入CO2产品塔,闪蒸出CO2换热回收冷量后出界区。出CO2产品塔的甲醇进N2气提塔,气提出的尾气经回收冷量、水洗后放空。出气提塔的甲醇进热再生

6、塔,再生解吸出H2S气体经水洗后去硫回收,塔底精甲醇经冷却降温后去吸收塔。来自预洗段的甲醇,在萃取器内用脱盐水进行1.吸收塔;2.中压闪蒸塔;3.CO2产品塔;4.N2气提塔;5.热再生塔;6.预洗闪蒸塔;7.共沸塔;8.甲醇水分离塔;9.H2S洗涤塔;10.尾气洗涤塔;11.萃取器图1鲁奇公司工艺流程简图Fig.1Lurgi rectisol process flow diagram1.吸收塔;2.CO2产品塔;3.N2气提塔;4.热再生塔;5.共沸塔;6.甲醇水分离塔;7.尾气洗涤塔;8.H2S洗涤塔;9.洗氨塔;10.萃取器图2林德公司工艺流程简图Fig.2Linde rectisol

7、process flow diagram54第4期萃取分离出石脑油出界区,同时减压闪蒸出燃料气出界区。甲醇-水混合物依次经共沸塔、甲醇/水分离塔回收甲醇,废水经换热回收热量后出界区,甲醇蒸汽进热再生塔。3消耗对比3.1原料气消耗原料气中的H2、CO、CH4是有效气体,其回收率的高低,直接影响到原料气的消耗。在对比了两种工艺的物料平衡表后,我们计算了上3种成分的回收率(表2。3.2公用工程消耗在低温甲醇洗工艺中,影响工艺能耗的主要有冷量消耗、蒸汽消耗、气提N2消耗,循环水消耗、脱盐水消耗、甲醇损失等。两家公司的公用工程消耗对比见表3。4工艺特点分析(1原料气预处理鲁奇公司先将工艺气体降温至5,分

8、离出冷凝液后,进入绕管式换热器降温。林德公司工艺气体经洗氨后一步冷却。本项目处理气量大,林德公司绕管式换热器需要两个并联,从操作角度考虑,采用两步冷却,即可减少甲醇水分离塔负荷,操作上又优于两换热器并联操作。(2预洗再生方面鲁奇公司预洗甲醇采用分步减压依次闪蒸出燃料气及CO2,进入萃取器分离石脑油,经共沸塔解吸出H2S后,含甲醇废水去甲醇水分离塔回收甲醇。林德公司预洗甲醇经升温后直接进萃取器,闪蒸出气体做为燃料气外送。其它过程与前者相同。但是林德甲醇/水分离塔气相直接去热再生。(3主洗甲醇再生鲁奇公司闪蒸CO2后的甲醇做为主洗甲醇返吸收塔,而林德公司的富甲醇均经热再生后去吸收塔。换热网络林德公

9、司比鲁奇公司的简单,其中多部分采用了绕管式换热器,使能量回收更好。5结论通过对两种工艺的分析,可见在预洗工艺上,鲁奇公司的工艺比林德公司的要合理,而在主洗甲醇再生上,林德公司的更简洁,绕管式换热器的运用,使能量回收更合理。因此,在工艺气体中含有重碳(石脑油组分时,鲁奇公司的流程更适宜,而在工艺气体不需预洗时,林德公司的工艺更为合理。另外,当单系列处理气量较大时,选用两步法冷却工艺气体更为合理。总之,两公司的工艺各有自己的特点,需要结合每项目的造气工艺,来选用合适的技术。表2两种工艺有用气体回收率对比Table2Recovery rates of Lurgis and Lindes proces

10、ses for useful gases工艺鲁奇林德H2回收率/%99.8999.97CO回收率/%98.8499.59CH4回收率/%97.597.74表3两种工艺公用工程消耗对比Table3Utility consumption of Lurgis and Lindes processes工艺鲁奇林德循环水m3/h18001580低压蒸汽t/h44.244.25脱盐水t/h1012冷量kW9300/-402000/410250/-40低压N2Nm3/h1750019000甲醇损失kg/h8070Comparison of two rectisol processesYIN Ai-cun1,

11、HE Lan-yun2(1.Fuxin Coal to Gas Co.,Ltd.,Fuxin123000,China;2.Anyang Kaixiang Construction Limited-Liability,Henan Anyang455000,ChinaAbstract:The Linde's and Lurgi's rectisol processes were introduced and compared.Based on the comparison analysis of theconsumption and process features of both